¿Se analiza correctamente la presencia de pesticidas en alimentos?

The Conversation by Jesus Simal-Gándara

La presencia de pesticidas en los alimentos es una preocupación global. Estos compuestos químicos, utilizados para proteger los cultivos de plagas, pueden acumularse en los alimentos y, en algunos casos, representar un riesgo para la salud humana. Por ello, la vigilancia y el análisis de los residuos de pesticidas en los alimentos son fundamentales para garantizar la seguridad alimentaria. Pero ¿qué tipo de controles se llevan a cabo?

Análisis especializados

Principalmente, los análisis para detectar la presencia de pesticidas presentes en los alimentos se llevan a cabo en laboratorios especializados, tanto dentro de las empresas alimentarias como en laboratorios independientes y gubernamentales. Los realizan científicos y técnicos especializados en análisis de alimentos, utilizando equipos de alta precisión.

La frecuencia varía según la legislación de cada país y el tipo de alimento, pero generalmente se realizan controles rutinarios y adicionales cuando se sospecha de contaminación.

Los análisis de residuos de pesticidas son procesos complejos que involucran una serie de etapas:

• Toma de muestras: se seleccionan muestras representativas de los alimentos que se van a analizar, siguiendo protocolos establecidos para garantizar la fiabilidad de los resultados.
• Preparación de la muestra: las muestras se someten a una serie de tratamientos físicos y químicos para extraer los residuos de pesticidas y eliminar interferencias que puedan afectar el análisis.
• Análisis instrumental: los extractos obtenidos se analizan mediante técnicas instrumentales altamente sensibles y específicas, como la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas y la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas. Estas técnicas permiten identificar y cuantificar una amplia variedad de pesticidas en concentraciones muy bajas.
• Validación de los métodos: los métodos analíticos utilizados deben ser validados para garantizar su precisión y exactitud.

Los valores umbral

Los límites máximos de residuos (LMR) son los niveles máximos de residuos de pesticidas permitidos en los alimentos. Estos valores se establecen por organismos reguladores nacionales e internacionales, como la Comisión del Codex Alimentarius (FAO/OMS) y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA).

Los LMR se basan en una evaluación exhaustiva de los riesgos para la salud humana y se fijan de manera que garanticen un alto nivel de protección del consumidor. Estos valores se revisan periódicamente a la luz de nuevos datos científicos y de los cambios en las prácticas agrícolas y se basan en los siguientes parámetros:

• Toxicidad de los pesticidas: se evalúan los efectos agudos y crónicos de los pesticidas en la salud humana.
• Exposición del consumidor: se estima la cantidad de pesticidas a la que puede estar expuesto un consumidor a través de la dieta.
• Margen de seguridad: se establece un factor de seguridad para tener en cuenta las incertidumbres en los datos y proteger a los grupos de población más vulnerables.

Los LMR varían según el pesticida, el alimento y la región a lo largo del tiempo. Por ejemplo, la Unión Europea establece estos límites para una amplia gama de pesticidas en frutas, verduras, cereales, carnes y pescados, lácteos y agua potable. Los LMR se establecen para cada pesticida individualmente, considerando su toxicidad y el uso permitido en la agricultura.

Algunos pesticidas de uso común para los que se fijan estos límites son los organofosforados –actúan inhibiendo una enzima esencial para la transmisión de los impulsos nerviosos, tanto en insectos como en mamíferos–, los organoclorados –que son muy persistentes en el medio ambiente y se acumulan en la cadena alimentaria–, los neonicotinoides –que son altamente tóxicos para las abejas y otros polinizadores–, y el glifosato –un herbicida sistémico no selectivo que mata una amplia variedad de plantas–.

Es recomendable consultar las bases de datos de las autoridades sanitarias de cada país para obtener información más específica.

Los alimentos con más riesgo

Si bien todos los alimentos pueden contener residuos de pesticidas, algunos son más propensos a presentar niveles más altos. Entre estos se incluyen los siguientes:

• Frutas y verduras: especialmente las que se consumen con piel, como manzanas, peras, uvas, fresas y pimientos, así como verduras en general.
• Cereales: el trigo, el arroz y el maíz pueden contener residuos de herbicidas utilizados en su cultivo.
• Frutos secos: las almendras, los cacahuetes y las nueces pueden acumular residuos de fungicidas.

Además, algunos factores influyen en la presencia de pesticidas en los alimentos:

• Tipo de cultivo: los cultivos que requieren un mayor número de tratamientos fitosanitarios suelen tener niveles más altos de residuos.
• Prácticas agrícolas: la elección de los pesticidas, la frecuencia de aplicación y las condiciones ambientales influyen en la cantidad de residuos presentes en los alimentos.
• País de origen: las reglamentaciones y las prácticas agrícolas varían entre los diferentes países, lo que puede afectar a los niveles de residuos en los alimentos importados.

Generalmente, los países con una gran producción agrícola y poca reglamentación tienden a tener mayores niveles de residuos de pesticidas. Algunos ejemplos pueden incluir países en desarrollo con agricultura intensiva.

En cambio, los países con reglamentaciones estrictas sobre el uso de pesticidas y una agricultura más orgánica suelen tener niveles más bajos. Por ejemplo, los países nórdicos y algunos países de Europa Occidental son conocidos por sus estándares elevados en seguridad alimentaria.

¿Se analiza correctamente la presencia de pesticidas en alimentos?

En general, los sistemas de control de residuos de pesticidas en los alimentos son eficientes y garantizan un alto nivel de seguridad alimentaria. Sin embargo, es importante reconocer que existen algunos desafíos:

• Emergencia de nuevos pesticidas: la aparición de nuevos pesticidas puede requerir la adaptación de los métodos analíticos y la actualización de los LMR.
• Residuos conjuntos de distintos pesticidas: la presencia conjunta de pesticidas puede dar lugar a efectos sinérgicos en toxicidad.
• Muestreo: la selección de muestras representativas es fundamental para obtener resultados fiables, pero puede ser un proceso complejo y costoso.
• Costos de análisis: los análisis de residuos de pesticidas son costosos, lo que puede limitar la frecuencia de los controles en algunos países.

¿Qué podemos hacer como consumidores?

Más allá de los controles, los consumidores también podemos tomar algunas precauciones para minimizar la cantidad de pesticidas presentes en los alimentos que ingerimos. Estas son algunas de ellas:

• Lavar bien los alimentos: lavar frutas y verduras antes de consumirlas puede ayudar a eliminar parte de los residuos de pesticidas presentes en la superficie.
• Pelar los alimentos: pelar frutas y algunas verduras es capaz de reducir aún más la exposición a los pesticidas.
• Consumir productos de temporada: los productos de temporada suelen requerir menos tratamientos fitosanitarios.
• Elegir productos ecológicos: los productos ecológicos se cultivan según una reglamentación más estricta.
• Informarse: mantenerse informado sobre los resultados de los controles de residuos de pesticidas puede ayudar a tomar mejores decisiones al momento de comprar alimentos.

En conclusión, la presencia de pesticidas en los alimentos es una realidad, pero gracias a los sistemas de control y a los avances en los métodos de análisis, los riesgos para la salud humana son mínimos. Sin embargo, es importante seguir las recomendaciones de las autoridades sanitarias y adoptar hábitos de consumo saludables para minimizar la exposición a estos compuestos químicos.

Fuente: The Conversation

Award for final degree projects/final master's projects on topics related to Agenda 2030, Development Cooperation and Corporate Social Responsibility

Two students from the AA1 group win a prize for their final degree project/final master's project on topics related to Agenda 2030, Development Cooperation and Corporate Social Responsibility. Lucia Gonalez-Rivero and Ana Acosta-Veiga were awarded the prize granted by the Vice-Rector's Office for University Extension of the University of Vigo for their work carried out in the laboratories of the AA1 group under the direction of Dr. Concepción Perez-Lamela.

Protopanaxadiol triggers G0/G1 cell cycle arrest and apoptosis in human cervical cancer HeLa cells through the PPER pathway

Food Bioscience, 62, 2024, 105388

Protopanaxadiol (PPD) is considered to be the most active pharmacological element in ginseng and has been widely studied for its anticancer effects. However, the detailed anticancer mechanism of this compound in cervical cancer (CC) HeLa cells has yet to be thoroughly understood. In this research, we discovered that PPD effectively inhibits CC HeLa cell proliferation and cause morphological changes, with an IC50 measured at 34.18 μM. Based on mRNA-seq analysis, we revealed the mechanism by which PPD inhibits HeLa cell proliferation. The results from Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes enrichment analysis indicated significant enrichment of DGEs in the cell cycle and protein processing in the endoplasmic reticulum (PPER) pathway. By inducing DNA damage, PPD resulted in G0/G1 phase cell cycle arrest, inhibited Bcl-2 to cause ROS production, upregulated cytochrome c (Cyto-c) expression, thereby further reducing mitochondrial membrane potential (Δψm), activated the caspase family, and induced cell apoptosis. In addition, PPD promoted Ca2+ leakage, downregulated the PPER pathway (PERK, ATF6, and IRE1α), increased Chop expression levels, and mediated programmed cell death. These observations imply that PPD can induce apoptosis in HeLa cells, highlighting its potential as a novel natural therapeutic for cervical cancer.

Consolidating collaboration with China

Professor Jesus Simal-Gandara, former coordinator of our research group, has imparted a lecture entitled "Moving toward a sustainable food future" during his visit to the People's Republic of China.

Metabolic Profiling via UPLC/MS/MS and In Vitro Cholinesterase, Amylase, Glucosidase, and Tyrosinase Inhibitory Effects of Carica papaya L. Extracts Reveal Promising Nutraceutical Potential

Food Anal. Methods (2024)

Carica papaya (Family Caricaceae) is endowed with a myriad of biological activities as gastroprotective, antidiabetic, antimalarial, antiviral, and anti-inflammatory agent. We performed for the first time an extensive comparative metabolite profiling of different plant organs considering both male and female leaves, seeds, and fruits of different maturity stages. The phytochemical fingerprinting-via UPLC/MS/MS- of C. papaya led to tentative identification of 84 metabolites belonging to different primary and secondary phytoconstituents to include alkaloids (carpaine derivatives), flavonoids, glucosinolates, organic and phenolic acids, amino acids, and carbohydrates. The seeds’ profile was enriched with hydroxybenzoic acids and their derivatives, while leaves were characterized by the prevalence of carpaine alkaloids, flavonoids, lipids, and alkylated sugars. Correlation analysis revealed a significant positive correlation between total phenolic content and the antioxidant assays (ferric reducing antioxidant property (FRAP), 2, 2-diphenyl-1- picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), cupric-reducing antioxidant capacity (CUPRAC), and total antioxidant capacity (TAC)). Principal component analysis was applied to find out possible phytochemical trends across C. papaya matrices, where PC1 and PC2 accounted for 46.57 and 19.93% of the variability in the data set with well-separated extracts into groups mostly on the basis of plant organ. The PCA model showed that immature seeds had the highest antioxidant properties, while leaves separated from fruit and mature seeds due to higher butyrylcholinesterase and α-amylase inhibition, but lower acetylcholinesterase and α-glucosidase inhibition activity. We corroborate the better exploitation of both edible and inedible parts of C. Papaya in nutraceutical supplements after sufficient in vivo and toxicity studies.

Machine Learning Models to Classify Shiitake Mushrooms (Lentinula edodes) According to Their Geographical Origin Labeling

Foods 2024, 13(17), 2656

The shiitake mushroom has gained popularity in the last decade, ranking second in the world for mushrooms consumed, providing consumers with a wide variety of nutritional and healthy benefits. It is often not clear the origin of these mushrooms, so it becomes of great importance to the consumers. In this research, different machine learning algorithms were developed to determine the geographical origin of shiitake mushrooms (Lentinula edodes) consumed in Korea, based on experimental data reported in the literature (δ13C, δ15N, δ18O, δ34S, and origin). Regarding the origin of shiitake in three categories (Korean, Chinese, and mushrooms from Chinese inoculated sawdust blocks), the random forest model presents the highest accuracy value (0.940) and the highest kappa value (0.908) for the validation phase. To determine the origin of shiitake mushrooms in two categories (Korean and Chinese, including mushrooms from Chinese inoculated sawdust blocks in the latter ones), the support vector machine model is chosen as the best model due to the high accuracy (0.988) and kappa (0.975) values for the validation phase. Finally, to determine the origin in two categories (Korean and Chinese, but this time including the mushrooms from Chinese inoculated sawdust blocks in the Korean ones), the best model is the random forest due to its higher accuracy value (0.952) in the validation phase (kappa value of 0.869). The accuracy values in the testing phase for the best selected models are acceptable (between 0.839 and 0.964); therefore, the predictive capacity of the models could be acceptable for their use in real applications. This allows us to affirm that machine learning algorithms would be suitable modeling instruments to determine the geographical origin of shiitake.

“A crecente demanda de alimentos, impulsada polo aumento da poboación e os cambios nos patróns de consumo, oprimirá aínda máis os recursos naturais”

 

Jesús Simal, catedrático da Universidade de Vigo, institución que coordina o proxecto SOSFood, explica que con esta iniciativa deseñaranse solucións en forma de ferramentas de toma de decisións adaptadas a cada nivel do sistema e personalizables para adaptarse ao contexto e prioridades de cada usuario.

Recentemente púxose en marcha o proxecto de investigación a nivel europeo, financiado polo Programa Marco ‘Horizonte Europa’ da Comisión, SOSfood. Centrará os seus esforzos en utilizar o potencial das tecnoloxías de explotación de datos e a Intelixencia Artificial (IA) para proporcionar unha imaxe precisa e global do sistema alimentario europeo, promovendo así o desenvolvemento de ferramentas intuitivas.

Trátase dun consorcio no que participan 17 entidades de todo o continente baixo a dirección da Universidade de Vigo, e que conta coa participación do CiTIUS (Centro Singular de Investigación en Tecnoloxías Intelixentes da USC). O proxecto xorde da colaboración entre a Universidade de Santiago, o hub de innovación dixital Datalife e a Universidade de Vigo, institución que coordina o proxecto a través do Grupo de Investigacións Agro-ambientais e Alimentarias dirixido polo catedrático Jesús Simal Gándara.

Nesta entrevista, Simal explica as claves do proxecto e tamén que beneficios traerá para o sector agrario.

– Que é SOSFood e en que punto se atopa esta investigación?

SOSFood ten como obxectivos:

(1) crear unha rede de múltiples actores para recompilar datos dos sistemas sociais, políticos, educativos, legais, económicos, tecnolóxicos, alimentarios, de saúde, ambientais e climáticos, ademais de promover a transparencia e o intercambio de datos en todo o sistema alimentario;

(2) modelar o sistema alimentario cunha estratexia multidimensional e multiactor, e explotar a interoperabilidade dos datos co fin de indagar nas relacións que existen entre os sistemas mencionados para avaliar o seu impacto na sustentabilidade do sistema de alimentación por medio de análise de impacto avanzados e tecnoloxías innovadoras de Intelixencia Artificial; e, finalmente,

(3) deseñar solucións en forma de ferramentas de toma de decisións adaptadas a cada nivel do sistema (produtores, consumidores, responsables políticos) e personalizables para adaptarse ao contexto e as prioridades de cada usuario.

– Quen forman parte do proxecto e que papel ten o Grupo de Investigacións Agroambientais e Alimentarias (AA1) que dirixe vostede?

Grazas ao seu consorcio multidisciplinario, SOSFood acelerará a transición verde do sistema alimentario con expertos en todos os ámbitos, do sector público e privado e do sector académico, de investigación, e industrias alimentarias: saúde e nutrición, e de ciencias sociais (UVIGO, UNL), tecnoloxías de intelixencia artificial (CiTIUS-USC), desenvolvemento de software (SOFTEAM), ecosistemas de intercambio de datos e protección de plataformas (JIBE), ciencias ambientais e avaliación do ciclo de vida (SRU, UNIFE, UCSC), política e economía das innovacións (UNIFE, AGADER), xestión de datos (DIH DATALIFE, AFL DIH, SAH), e finalmente, EUROCOOP, JOTIS, VKA, CUEVAS, AGADER representarán a todas as partes interesadas do sistema alimentario (consumidores, industrias, produtores primarios e responsables políticos). O consorcio tamén inclúe un especialista en explotación, comunicación e difusión (CTA).

Aínda que se tomaron varias iniciativas para reducir os residuos e desperdicio agroalimentario, non se logrou plenamente considerar o panorama global do sistema alimentario

– A IA ten un papel fundamental, como se integra no proxecto? Que ferramentas de IA empregarán?

O CiTIUS en SOSFood propón utilizar o gran potencial intuitivo das tecnoloxías de Intelixencia Artificial para proporcionar ferramentas adaptadas a todas as partes interesadas na cadea do sector alimentario, que facilitarán a toma de decisións ben informadas, cun enfoque multifactorial, multiactor e multiescala. Así se identificarán aqueles factores máis relevantes na avaliación da sustentabilidade para proporcionar unha imaxe holística e completa do sistema alimentario europeo, respondendo a preguntas do tipo de “e se pasa isto, que sucedería?”.

– O proxecto SOSFood naceu nun momento que os agricultores se manifestaban pola Axenda 2030. Que importancia ten este proxecto para a agricultura?

Aínda que se tomaron varias iniciativas para reducir os residuos e desperdicio agroalimentario, axudar aos agricultores a adaptar as súas prácticas agrícolas para que sexan máis respectuosas co medio ambiente, loitar contra a alimentación pouco saudable da poboación, promover os produtos alimentarios locais, impulsar á industria manufacturera e distribuidora a optimizar os seus procesos, etc., logrou plenamente considerar o panorama global do sistema alimentario. Ademais, as ferramentas ou canles utilizadas para alcanzar ese obxectivo non sempre foron os máis adecuados e non sempre alcanzaron o seu obxectivo, xa sexa por ser demasiado complicados de entender ou non alcanzables para todos.

– Como se poderán aplicar os resultados obtidos os agricultores? E os consumidores?

SOSFood dará como resultado un espazo consolidado de datos alimentarios dedicado á mellora da sustentabilidade do sistema alimentario, ademais de ferramentas de toma de decisións adaptadas a cada nivel da cadea de subministración alimentaria. Así, obterase un panel predictivo que mostrará os datos e variables de predición para os usuarios da industria; e unha aplicación de teléfono móbil dirixida aos consumidores, que ofrece suxestións sobre opcións máis xustas, saudables e sustentables (incluído un gráfico de visualización de impresións dixitais eco-saudables, un indicador ecolóxico das industrias, e receitas típicas da UE reformuladas para promover ingredientes saudables, locais e de tempada, así como consellos nutricionais xenerais). Para garantir a viabilidade da proposta e a representatividade dos algoritmos desenvolvidos, os resultados de SOSFood se validarán en tres estudos de caso a nivel rexional (Galicia), metropolitano (Atenas) e nacional (Lituania).

– Tamén forma parte do Centro de Investigación Interuniversitario das Paisaxes Atlánticas Culturais (CISPAC). Que investigacións está a levar a cabo?

Atopar solucións duradeiras neste escenario requirirá inevitablemente revisar o desenvolvemento rural e a agricultura en pequena escala, e lograr cambios estruturais en beneficio das partes interesadas. Mellores sistemas agrícolas, novas tecnoloxías, educación de calidade, así como modelos comerciais eficaces, poden ser útiles para crear empregos decentes, resolver as limitacións de recursos, ampliar a participación no mercado, e aliviar as dificultades no sector agrícola, especialmente, entre as mulleres e os mozos. Doutra banda, temos que enfrontar desafíos apremiantes que inclúen dietas pouco saudables, xeración de desperdicio de alimentos, equilibrio da produción de alimentos e biocombustibles, e desenvolvemento de políticas agrícolas xustas.

Debemos alcanzar maiores niveis de produtividade, eficiencia de recursos, seguridade e trazabilidade dos alimentos, e respecto ao medio ambiente, a fin de proporcionar leccións útiles para o desenvolvemento tecnolóxico e a vixilancia na cadea alimentaria global. Por iso, tras presentar o estado actual da sustentabilidade alimentaria, e como a súa gobernanza global vincúlase coas dimensións ambiental, económica e social, revisaranse algunhas medidas e indicadores para o seguimento dos avances, co obxectivo final de achegar solucións e recomendacións para a sustentabilidade do sistema de produción e consumo de alimentos. Todos os retos no campo agroalimentario deben ser respectuosos coa contorna e por tanto protexer ese patrimonio que representa a paisaxe.

– Dentro do Grupo de Investigacións Agroambientais e Alimentarias (AA1), en que outros proxectos se atopan inmersos?

Na actualidade participamos en 5 proxectos europeos:

1.- “An integrated approach to the challenge of sustainable food systems: adaptive and mitigatory strategies to address climate change and malnutrition (SYSTEMIC)”, granted by ERA-HDHL Knowledge Hub on Food and Nutrition Security in collaboration with JPI-OCEANS and FACCE-JPI (2020-2024).

2.- “Sustainable and cost-effective production process for the upcycling of olive, grape and nut by-products into 4 natural and healthy ingredients for nutraceutical and cosmetic applications (UP4HEALTH)”, granted by H2020-BBI-JTI-2019 (2020-2024).

3.- “Unravelling the potential of the wheat microbiome for the development of healthier, more sustainable and resilient wheat-derived food & feed products (WHEATBIOME)”, granted by HORIZON-CL6-2022-FARM2FORK-01 (2023-2027).

4.- “Alternative proteins from microbial fermentation of non-conventional sea sources for next-generation food, feed and no-food bio-based applications (PROMISEANG)”, granted by HORIZON-JU-CBE-2022-R-04 (2023-2027). Coordinado por nós.

5.- “Sustainability Optimization for Secure Food Systems (SOSFood)”, granted by HORIZON-CL6-2023-GOVERNANCE-01-17 (2024-2028). Coordinado por nós.

– Como ve o futuro do sector?

O futuro inmediato do sistema agroalimentario enfróntase a desafíos e oportunidades significativos. A crecente demanda de alimentos, impulsada polo aumento da poboación e os cambios nos patróns de consumo, presionará aínda máis os recursos naturais. A innovación tecnolóxica, como a agricultura de precisión, a biotecnoloxía, e o uso de intelixencia artificial, espérase que mellore a eficiencia e sustentabilidade da produción agrícola. Con todo, os efectos do cambio climático, como eventos climáticos extremos e a variabilidade das precipitacións, poden afectar negativamente os rendementos agrícolas.

A adopción de prácticas agrícolas sustentables e a diversificación de cultivos serán cruciais para mitigar estes riscos. Ademais, a globalización e as cadeas de subministración interconectadas poden ofrecer novas oportunidades, pero tamén expoñen o sistema a vulnerabilidades como as interrupcións comerciais e as enfermidades transfronteirizas. A colaboración entre gobernos, sector privado, e organizacións internacionais será esencial para abordar estes desafíos e asegurar a resiliencia do sistema agroalimentario.

Fuente: INNOVA Campo Galego

Alkaline Fading of Malachite Green in β-Cyclodextrins

Compounds 2024, 4(2), 351-360

The basic hydrolysis of Malachite Green (MG) in the presence of β-Cyclodextrin (β-CD) has been studied using UV-Vis spectroscopic techniques and at 20 °C. β-CD was found to catalyze the basic hydrolysis. Indeed, this basic hydrolysis is catalyzed by the interaction cyclodextrin hydroxyl group, in its deprotonated form with the carbocation in the host-guest complex. The proposed model has been successfully applied to a reaction catalyzed by CD. It considers two simultaneous pathways in the aqueous medium involving free hydroxyl ions and the substrate-CD complex. The model allows us to obtain the kinetic parameters including the bimolecular rate constant between MG and HO− in bulk water (kw = 1.47 ± 0.01 mol−1s−1), the rate constant between MG and the deprotonated hydroxyl group of β-CD inside the host-guest complex (kCD = 0.25 ± 0.03 s−1) and the binding constant of MG inside the β-CD (KS = 2500 ± 50). This behavior is like the hydrolysis of Cristal Violet (CV) in the same reaction media.